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CHEMISCHE FABRIK BUDENHEIM A.G., résidant à MAINZ a.R.
(Al l em agne) .
PROCEDE POUR LA FABRICATION DE PHOSPHATES PYRO-ALCALINS ET TRIPHOSPHATES A
FAIBLE POIDS EN VRAC.
Les pyrophosphates alcalins et les triphosphates qui se trouvent jusqu'à présent sur le marché présentent sans exception une structure dense et un poids en vrac élevé. Pour certaines applications, il est cependant dé- sirable d'avoir ces phosphates sous forme légère, volumineuse. Plus particu-' lièrement dans le domaine des agents de lavage et agents détergents, il est avantageux de ne pas atomiser les phosphates en même temps que la charge, mais de pouvoir les mélanger au produit atomisé fini;, ce qui permet d'obtenir un produit final sous une forme volumineuse. On économise ainsi de l'éner- gie calorifique.
Plus particulièrement, pour le triphosphate alcalin, il se produit lors du séchage (calcination) de la solution aqueuse, une hydrolyse partielle de ce triphosphate alcalin et par conséquent une diminution de sa valeur. De même, les petites installations ne possèdent souvent pas des tours d'atomisation et fournissent la substance active de lavage sous forme solide comme produit devant être atomisé. Les autres constituants de l'agent de nettoyage doivent alors se trouver également sous une forme légère, à grand volume, afin que lors du stockage, il n'y ait pas de séparations qui se produisent dans le mélange.
Il est connu que lors de la calcination de n'importe quelles se- lutions dans une tour d'atomisation, il se précipite un calciné plus léger que celui obtenu par séchage sur un cylindre de calcination ou dans un tam- bour de séchage. On pouvait donc prévoir que cela serait le cas également lors du chauffage par atomisation de solutions d'orthophosphate alcalin. En fait, les calcinés par atomisation de, par exemple, orthophosphate bisodique ont un poids en vrac beaucoup plus petit que celui des produits séchés sur un cylindre de calcination. Il a été maintenant trouvé d'une manière surpre-
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nante que dans la transformation subséquente du calciné d'othophosphate en pyrophosphate et en triphosphate, ce faible poids peut être maintenu dans certaines conditions.
Le faible poids en vrac du calciné d'orthophosphate bisodique atomisé est principalement du à ce que ce calciné est principalement consti- tué de petites sphères creuses, lisses, de divers diamètres, ce qui donne une grosse surface totale.
Pour autant qu'on puisse retenir cette structure lors de la trans- formation en pyrophosphate, le poids en vrac du pyrophosphate sera aussi bas que celui de l'orthophosphate. Il est assurément nécessaire que la conver- sion se fasse d'une manière prudente, c'est-à-dire en évitant les surchauf- fes localesß qui pourraient produire des agglomérations ou même des fusions, ainsi que les efforts mécaniques relativement grands produits par usure, râ- clage, écrasement, par suite de chocs, etc.
Le faible poids en vrac des calcinés par atomisation des mélan- ges d'orthophosphates bi= et monosidique, par contraste avec les calcinés de phosphate bisodique pur, est du* à ce que en plus des petites sphères creuses qui dans la plupart des cas ont la forme d'amas cristallins creux de forme irrégulière, il existe surtout de manière prédominante des agréggats bizar- res de nombreux petits cristaux qui maintiennent leur position relative avec une grande stabilité, et qui agissent ainsi pour former un grand volume. On peut obtenir lors de la conversion en triphosphate alcalin que ces formes soient maintenues inchangées et que le produit ait un faible poids en vrac à cause de ce grand volume.
Ici aussi, il est bien entendu nécessaire que la conversion se fasse d'une manière extrêmement prudente aussi bien du point de vue thermique que du point de vue mécanique.
On doit par exemple éviter que les particules de pyrophosphate ou de triphosphate ne tombent dans le four tournant à travers la flamme de gaz ou par la zone gazeuse surchauffée qui lui suit, car elles fondraient pour donner de petites sphères transparentes comme du verre qui augmentent le poids du produit d'autant plus qu'il y a davantage de ces parties fondues.
Plus la température finale du pyrophosphate ou du triphosphate dans le four tournant est élevée, plus le danger est grand que les particules individuel- les ne s'agglomèrent en amas petits ou grands, de sorte que la plus grande partie du produit devra être tamisée. On doit par conséquent éviter des températures dépassant 550 C pour le pyrophosphate tétrasodique et les tem- pératures supérieures à 450 C pour le triphosphate. On peut employer les appareils usuels, tels que fours de cuisson, fours tournants; mais on peut également employer avantageusement un appareil de la demanderesse décrit dans le brevet belge ? P.V. 409.671 du 15 septembre 1953, comprenant notam- ment un long tube traversé par un gaz chauffé.
Dans la fabrication du tri- phosphate alcalin, il se produit facilement dans le four tournant, entre cer- taines températures?, déjà à partir de 180 C et au-dessus, une cuisson de la matière sur les parois du tube tournant avec formation de jumeaux ou mottes.
Cela doit être évité par une introduction lente de la matière et par des se- cousses légères continues imprimées aux parois du récipient (par exemple au moyen de marteaux percuteurs), bien entendu sans endommager la structure des particules individuelles. Au lieu d'un four tournant ou du dispositif de sé- chage à écoulement mentionné ci-dessus, on peut également transformer avanta- geusement le calciné d' orthophosphate- en pyro- ou triphosphate par un proces- sus de couches en tourbillonnement,dans lequel le calciné d'orthophosphate forme une couche tourbillonnante dans un gaz de chauffage comme agent de sup- port.
La diminution des détériorations mécaniques doit être un objectif particulièrement désirable. Ces détériorations peuvent se produire non seu- lement lors du processus de conversion en pyro- et en triphosphate, mais éga- lement à la sortie de la tour d'atomisation dans le cyclone et dans les ca- nalisations par lesquelles on souffle le produit atomisé à grande vitesse
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pour le faire avancer dans le réservoir à produit calciné ou dans le tube tournant, etc. Des coudes brusques dans ces canalisations et autres endroits contre lesquels le produit atomisé vient frapper à grande vitesse sur une paroi solide ou qui peut frotter cette paroi d'une manière intensive, doi- vent être évitées autant que possible car par la destruction de la structu- re des particules individuelles, le poids en vrac augmente.
Il peut être tout indiqué par conséquent de renoncer totalement au cyclone et d'effectuer la séparation d'une manière connue en soi, par exemple en introduisant le produit atomisé en même temps que l'air d'échappement par le bas dans un es- pace plus grand où il se produit, à cause de la diminution de la vitesse, une précipitation de la plus grande partie du calciné d'orthophosphate. Le reste du calciné, le plus souvent des particules fines, entraîné par l'air est ensuite séparé dans un cyclone placé dans la suite ou dans une installa- tion de filtration.
On peut également élargir en certains endroits les ca- nalisations eutre la tour d'atomisation et le cyclone et éventuellement les rétrécir coniquement vers le bas pour qu'il s'y rassemble les particules les plus grosses du calciné atomisé, et qui peuvent être enlevées par une ouver- ture de sortie. On peut ainsi récupérer une partie du calciné sous une for- me particulièrement légère et se déversant facilement.
Il a été trouvé que ces faibles poids en vrac ne peuvent être obtenus que si l'on ne soumet pas le pyro- ou le triphosphate achevé à un broyage généralement utilisé jusqu'à présent, et qu'on ne les soumet éventuel- lement qu'à un tamisage. Par le tamisage, on sépare les parties les plus grossières qui dans la réalisation prudente de la présente invention ne doi- vent représenter tout au plus que quelques % de la quantité totale. Le reste consiste encore en plus grande partie en ces petites sphères creuses mention- nées ci-dessus, ou en agglomérés cristallins volumineux, ce qui donne la forme légère et volumineuse.
Si ces sphères creuses ou agglomérats sont dé- truits par broyage, le poids en vrac du produit final n'est pas différent de celui qui est obtenu d'un calciné sur cylindre. 100 cm3 du pyrophosphate té- trasodique obtenu en partant d'orthophosphate bisodique calciné sur cylindre par chauffage dans un four tournant et broyé, pèsent 110 gr. après un damage effectué pendant 2 1/2 minutes. Au contraire, 100 cm3 d'un pyrophosphate té- trasodique obtenu d'un calciné atomisé d'orthophosphate bisodique par chauf- fage dans la même four tournant, après tamisage de la partie la plus grossiè- re à travers un tamis de 256 mailles, pèsent 80 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes. Si on fait tamiser les particules les plus fines qui passent à travers un tamis à 10.000 mailles, éventuellement davantage, les 100 cm3 ne pèseront que 70 gr.
Il s'est par conséquent produit une diminution im- portante du poids en vrac. Egalement pour le triphosphate alcalin et pour des mélanges de pyro- et triphosphate, il se produit par le mode de travail selon l'invention une diminution importante du poids en vrac qui dans la plupart des cas est même plus forte que celle donnée précédemment pour le pyrophosphate.
Si on fait calciner un mélange d'orthophosphate mono- et bisodi- que, on obtient de manière connue lors du chauffage qui suit à des tempéra- tures plus élevées, du triphosphate sodique Na5P3O10 ou des mélanges de tri- phosphate sodique et Na4P2O7 et éventuellement, selon le rapport Na2O:P2O5 et selon les conditions de chauffage, également avec des phosphates.sodiques acides. Dans tous ces cas, du calciné obtenu par atomisation, on pourra for- mer des phosphates sodiques anhydres beaucoup plus légers et volumineux qu'a- vec les mélanges d'orthophosphates qui ont été calcinés d'une autre manière.
Cela est vrai également pour le triphosphate de potassium ainsi que pour des phosphates mixtes, par exemple de triphosphate de potassium et de sodium Na- K2P3O10.
Pour la réalisation du procédé, on peut éventuellement partie de solutions d'orthophosphates ou de masses fordues d'hydrates, mais on peut
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surtout utiliser en principe pour la fabricationdu triphosphate, des mélanges de pyrophosphates qui présentent le rapport requis Na2O:P2O5, ou des pyrophos- phates avec des orthophosphates, en atomisant les mélanges sous forme de solu- tions et en les transformant en triphosphates.
Il a été également trouvé que le poids en vrac du pyrophosphate dépend également de la manière dont on effectue-l'atomisation des solutions d;'orthophosphate, Un orthophosphate atomisé de manière plus grossière, donne un produit plus volumineux lors de la transformation en pyrophosphate et tri- phosphate. On obtient cette atomisation plus grossière, en réduisant lors du travail avec les tuyères d'air sous pression, la quantité d'air employée pour l'atomisation par rapport à la quantité de liquide atomisé, c'est-à-dire que pour la même pression d'air, on emploie plus de liquide ou bien pour une mê- me quantité de liquide atomisé, on réduit la pression d'air.
Egalement lors- qu'on travaille avec des tuyères de pression, c'est-à-dire lorsqu'on emploie des tuyères pour une seule substance, auxquelles la solution à atomiser est introduite sous pression, on obtient normalement lors de l'atomisation plus grossière, des aggrégats plus grands et par conséquent un poids en vrac plus petit. Dans certaines conditions spéciales, ainsi que le montre l'exemple 5, une atomisation particulièrement fine peut conduire à un produit extra léger.
Ce mode de travail cependant ne constitue pas dans la pratique le mode de tra- vail préféré, car il entraîne une diminution du rendement de l'atomisation.
D'une manière tout à fait générée, on obtient, également dans les dispositifs de séchage par atomisation d'un autre mode de construction et fonctionnement, des produits particuligrement légers si la grosseur des gouttes lors de l'atomisation est maintenue aussi grande que possible de tel- le sorte que la grosseur des sphères creuses qui se forment ou des fins agglo- mérats cristallins volumineux se trouve comprise entre 0,02 et 0,6 mm., de préférence entre 0,04 et 0,5 mm.
Lors de la fabrication de pyrophosphate tétrasodique, on a obte- nu, par exemple pour la même pression d'air mais pour des quantités diffé- rentes, les poids en vrac suivants :
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<tb> Rendement <SEP> Poids <SEP> (100 <SEP> en? <SEP> comprimés <SEP> pendant <SEP> 2 <SEP> 1/2 <SEP> minutes)
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> l'orthocalciné <SEP> de <SEP> pyrophosphate
<tb>
<tb> tétrasodique
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> 112 <SEP> kg/heure <SEP> 71 <SEP> 71
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<tb> 98 <SEP> " <SEP> 94 <SEP> 94
<tb>
<tb>
<tb> 66 <SEP> " <SEP> 106
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Après le broyage, les pyrophosphates ainsi obtenus ont un poids de 110 gr. c'est-à-dire qu'ils correspondent au produit obtenu par calcina- tion sur cylindre.
On peut ainsi obtenir des poids en vrac différents en faisant va- rier,comme on le désire, les conditions de l'atomisation. Bien entendu, on peut encore arriver au même résultat en faisant broyer une partie d'un pro- duit particulièrement léger et en le mélangeant à la partie non broyée. On peut ainsi obtenir par le procédé suivant l'invention, des produits ayant un poids en vrac bien déterminé.
Le procédé n'est nullement limité au travail dans une tour d'a- tomisation d'après le principe de l'atomisation par tuyères, mais on peut é- galement le réaliser sans aucune difficulté dans les dispositifs de séchage par atomisation qui travaillent d'après le principe Krause, c'est-à-dire par atomisation au moyen de disques rotatifs.
Il a déjà été décrit de fabriquer les méta- et les polyphospha- tes en partant d'orthophosphates en admettant les orthophosphates sous forme sèche ou en solution dans une zone chaude de gaz. Ainsi qu'il résulte des exemples de la littérature qui concerne cette technique, on ne doit pas ob-
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tenir de cette manière de l'orthophosphate calciné,, mais directement du poly- et méthaphosphate. Ce procédé est très peu économique au point de vue de la consommation de chaleur et pour cette raison il n'a pas été industriellement employé dans ces 18 dernières années..
Egalement, on ne peut pas s'attendre à obtenir un faible poids en vrac lorsqu'on applique la conversion directe en polyphosphate aux températures élevées utilisées, et on n'a pas envisagé dans ce procédé la fabrication de produits particulièrement volumineux.
Le brevet américain 2.419-148 décrit en vue de la fabrication de triphosphate sodique, une atomisation d'une solution d'orthophosphate dans , ou sur, un milieu très chaud afin de sécher la solution rapidement et d'ob- tenir un résidu bien mélangé, de préférence sous forme de fines particules.
Il résulte de ce brevet et d'autres publications -ultérieures, que ce mode de séchage estchoisi afin d'assurer de manière uniforme un rapport moléculai- re exact de phosphate bisodique :phosphate monosodique dans toutes les par- tieso Dans le mode de réalisation préféré suivant ce brevet, les solutions sont atomisées dans la flamme d'un brûleur ou bien c'est la matière déjà cal- cinée qui traverse un four tournant et qui a été transformée en triphospha- te qui est atomisée.
Cependant il n'est pas possible de cette manière d'ar- river à un produit particulièrement léger., et la nouvelle technique d'obte- nir un produit ayant un poids particulièrement bas en partant du phosphate bisodique et du phosphate monosodique calcinés par atomisation et transfor- més en triphosphate sodique dans des conditions prudentes au point de vue mécanique et thermique en maintenant des dimensions des particules détermi- nées, ne pouvait pas être déduite des données dudit brevet.
Egalement, on a déjà fabriqué du pyrophosphate tétrasodique en calcinant de l'orthophosphate bisodique dans un appareil de séchage par ato- misation et en transformant celui-ci en pyrophosphate dans un four tournant à une température de 500 C. Le produit a été tamisé en quittant le tube tournant et un tube refroidisseur, à travers un tamis de 2-3 mm. La largeur des mailles du tamis laisse indiquer que le produit présentait déjà des ag- glomérations assez grosses, car dans un produit transformé de manière pru- dente en pyrophosphate ayant un faible poids en vrac, au maximum 5% du rési- du passent à travers un tamis de 0,4 mmo (256 mailles par cm2) et le produit passe complètement à travers un tamis de 0,6 mm. (100 mailles par cm2).
Dans un produit aggloméré, le poids en vrac est cependant élevé; d'ailleurs, on n'a pas envisagé dans ce procédé connu l'obtention d'un produit à faible poids en vrac. Le pyrophosphate était dissous à nouveau dans l'eau et atomisé avec des savons et autres alcalis, sous forme d'agent de lavage. De cette des- cription connue non plus, on ne pouvait pas conclure que par le mode de tra- vail suivant la présente invention, on pourrait obtenir un pyrophosphate par- ticulièrement léger.
Il a été maintenant trouvés au-delà de ce qui -est déjà connu, que le poids en vrac de tels pyro- et triphosphates obtenus de calcinés ato- misés d'orthophosphates peut être réduit davantage si on prend soin d'incor- porer dans le calciné atomisé d'orthophosphate une substance qui pendant la calcination ou bien libère du triphosphate à l'état gazeux ou bien se décom- pose avec formation d'un produit gazeux. On obtient ainsi une nouvelle dé- sagrégation de la texture.
On peut employer toutes les substances qui se laissent atomiser avec la solution d'orthophosphate et qui se laissent volatiliser ou décompo- ser à la température d'atomisation ou au plus tard à la température de forma- tion de pyro- ou triphosphate, c'est-à-dire jusqu'à environ 450 C. On peut citer à titre d'exemple parmi ces substances : l'acétamide, l'aréthane, la cyanamide, l'urée, les sels des acides carboniques, les esters solubles les agents mouillants de diverses compositions, etc. En employant des composés du carbone, on ajoutera éventuellement en même temps des agents d'oxydation, par exemple des nitrates, afin d'empêcher une décoloration du produit.
Souviennent également les sels ammoniques, par exemple le phos-
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phate monoamonique dont on libère l'ammoniac à la température de conversion, ou des sels des acides volatils, qui se décomposent avec libération d'un gaz, tels que les carbonateso On peut arriver à avoir dans les calcinés d'ortho- phosphate une teneur en carbonate, par exemple en ne saturant pas complète- ment, dans la fabrication du pyrophosphate tétrasodique, les acides phospho- riques avec la soude complètement jusqu'à la phase bibasique, en soumettant ensuite à la cuisson et en concentrant et en n'introduisant que la soude né- cessaire pour obtenir la phase bibasique et enfin en atomisant dans la tour d'atomisation.
Les acides carboniques de cette soude résiduaire se dégagent principalement pendant la conversion en pyrophosphate tétrasodique, ce qui fait augmenter le volume du produit.
En principe, l'utilisation de composés métalliques, tels que les composés alcalinoterreux ou des métaux lourds n'est pas exclue selon l'in- vention. Eu égard cependant à l'impureté du produit final produite par les résidus, ces composés ne sont pas intéressants du point de vue industriel.
L'efficacité des additions proposées devient surtout évidente du fait qu'un faible poids en vrac du calciné d'orthophosphate obtenu par atomi- sation lors de la conversion en pyro- ou triphosphate est non seulement main- tenu mais encore est diminué, de sorte qu'il se forme des produits particu- lièrement volumineux. Cet abaissement du poids en vrac pendant l'élimination de l'eau de constitution sous l'influence des additions, est tout-à-fait con- sidérable. Souvent le calciné d'orthophosphate obtenu par atomisation est, grâce à l'addition , plus volumineux que sans l'addition, et de cette manie- re pendant la transformation en pyro- ou triphosphate, le faible poids en vrac est maintenu ou peut encore être réduit davantage.
Dans les brevets américains 2.419.147 et 2,41.418; on a proposé également comme matière de départ pour la fabrication du triphosphate sodique, les sels sodiques d'acides organiques ainsi que les phosphates ammoniqueso Les solutions de ces sels sont atomisées ensemble avec des phosphates sodiques à réaction alcaline, par exemple le Na2HPO4. et notamment de préférence au moyen de la flamme d'un brûleur passant sur la matière qui circule dans un four tournant, déjà calcinée et en voie de se transformer en triphosphate.
Par l'emploi de ces constituants qui ne sont mentionnés qu'en passant et qui ne sont pas pratiques au point de vue industriel, il s'agit du réglage du rap- port requis Na2O:P2O5; en conséquence, on ajoute les composés comme consti- tuant principal, c'est-à-dire en grande quantité. Par opposition à ce sys- tème, les additions suivant la présente invention remplissent un but entiè- rement différent et ne sont utilisées qu'en quantités peu importantes, de préférence inférieures à 7% calculés par rapport au calciné d' orthophospha- te.
Dans un cas isolé, les additions sont choisies utilement de telle ma- nière qu'on ait dans le produit d'atomisation un diamètre des particules supérieur à 0,10 mm, de préférence supérieurà 0,15 mmoo Les quantités re- quises ici sont en général comprises entre environ 1 et 4 %. La nouvelle technique d'atomiser au moyen de ces additions qui sont atomisées avec la solution d'orthophosphate dans un sécheur par atomisation dans l'espace rem- pli de gaz chauds, et en les calcinant, pour abaisser le poids en vrac de l'orthophosphate calciné lors de la conversion subséquente en pyro- ou tri- phosphate et arriver ainsi à un produit particulièrement volumineux, ne pou- vait pas être déduite des deux brevets américains cités ci-dessus.
Bien entendu,, on peut utiliser plusieurs substances d'addition qui se dégagent sous forme gazeuse lors du chauffage ou qui se décomposent en libérant un produit gazeux. Certaines de ces additions se complètent..,,. mutuellement dans leur action, par exemple l'urée qui se décompose par chauf- fage en substances gazeuses, d'un coté, et un nitrate alcalin comme sel d'un acide volatil d'un autre côté. L'urée et le nitrate sodique se complètent ainsi, pour la fabrication d'un produit particulièrement volumineux, d'une manière très heureuse. Le nitrate ammonique convient également particuliè- rement bien car il réunit en soi les deux composés et peut être utilisé avan-
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tageusement pour la fabrication du triphosphate sodique.
Grâce au procédé décrit il est maintenant, pour la première fois, possible d'obtenir des pyro- et polyphosphates alcalins particulièrement vo-
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lumineux. Il est êga3at possible de cette manière de produire des poudres particulièrement uniformes, se laissant déverser facilement, qui ne s'agglo- mèrent pas même lors d'un stockage prolongé, mais qui retiennent leur forma pulvérulente facilitant le déversement.
Exemples.
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1. Une masse fondue d'orthophosphate bisodique Na2HP04.12H20 est atomisée dans une tour d'atomisation au moyen d'une tuyère laissant venir de l'air sous pression. La consommation d'air est de 1.700 kgs. par heure, la pression de l'air sortant de la tuyère est de 1,5 atmosphères; la températu-
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re de l'air à l'admission est de 180OC; la température de l'air à la sortie est de 76 Co On traite 112 kgso par heure. 100 cm3 du calciné de phosphate bisodique ainsi obtenu pesaient 50 gro à l'état lâche, 65 gr. après qu'ils ont été soumis pendant 2 1/2 minutes à un damage.
Si de ce produit, on chauffe une petite quantité dans un four
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électrique pendant une heure à 350pC, alors 100 cm3 du pyrophosphate tétra- sodique obtenu pèsent 57ger. à l'état lâche et 74gro après damage pendant 2 1/2 minutes. Si cependant 1'orthophosphate est transformé en pyrophospha- te tétrasodique dans un four tournant, à environ 45000, alors les 100 cm3 après tamisage par un tamis à 256 mailles pèsent 58 gr. â l'état lâche et 71 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes.
Si on enlève l'eau du phosphate bisodique de la matière usuelle sur un cylindre de calcination et si on en forme dans un tube tournant du py- rophosphate tétrasodique, celui-ci a un poids de 72-75 gr. à l'état lâche, et 120-125 gr. lorsqu'il est damé pendant 2 1/2 minuter par 100 cm3.
2. Un mélange d'orthophosphate qui correspond à la composition
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molaire 2 NazHP04 et NaHzP04 est libéré de son eau de cristallisation sous la forme d'une masse fondue sur un cylindre de calcination. 'orthophospha= te calciné est ensuite transformé en triphosphate dans un tube rotatif, pen- dant une durée totale de séjour de 25 minutes et à une température de 340 C mesurée à l'endroit le plus chaud du matériel tournant, et on obtient ainsi
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en moynnne une teneur de 81 % de Na5P301p; le reste est principalement constitué par du pyrophosphate. 100 cm3 du produit pèsent 81 gr4 après broyage et tamisage à travers un tamis de 256 mailles, à l'état lâche, et 112 gr. après- damage pendant 2 1/2 minutes,,
Le même mélange d'orthophosphate fut calciné dans un séchoir à atomisation.
La pression de l'air à la tuyère était de 1,5 atmosphères, la
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température d'admission était de 130Co L'orthophosphate calciné est main- tenant introduit dans un gour tournant pour une durée de séjour totale de 25 minutes et transformé en triphosphate à une température de 36000 mesurée à l'endroit le plus chaud du matériel tournant. Le produit présentait une
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teneur en Na5P30l0 de 90%, et un pH de 9;5. Après tamisage à travers un ta- mis de 256 mailles, 100 CET du triphosphate pesaient 47 gr. à l'état lâche et 68 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes.
3. Dans la même tour d'atomisation que celle utilisée dans les
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exemples 1 et 2, on a atomisé une masse fondue d'hydRates de phosphate bisodique Na2HP0 012H par une tuyère en une seule substance (c'est-à-dire sans pression d'air) de telle manière que la masse fondue hydratée était compri- mée au moyen d'une pompe de pression à 5 atmosphères sur la tuyère. Cette
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tuyère avait un diamètre de 1,6 mm; la température de l'air à y, admirai on était de 235 C et la température de sortie de 115 Co
Dans cet essai, le cyclone fut abandonné et le produit fut sépa-
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ré dans un séparateur dans lequel l'air d'échappement entraînait le phospha- te calciné., d'en bas jusque dans un grand espace cylindrique où il se préci- pitait par la gravité en réduisant la vitesse de l'air.
Le calciné consistait exclusivement en petites sphères creuses d'un diamètre de 0,1-0,4 mm. En les chauffant dans le four tournant, il s'en formait des sphères creuses de pyrophosphate tétrasodique des mènes di-
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meLB$'o et même poids, notamment 62 gr. par 100 cm3 à l'état lâche, et 70 gr. par 100 cm3 après damage.
4. Dans la même tour d'atomisation, on a produit de la même ma-
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nière l'atomisation d'une masse fondue de 50 kg de Na 2ELPO .i2H20 + 5 kg IaH2 PO .23. J) + 1,6 kg de carbonate sodique (anhydre). La température de la masse fondue hydratée fut maintenue à 80 C; la température de l'air df admission était de 230 C, et la température de sortie de 115 C. La quantité d'air de séchage était de 1200 kg. par heure.
Ici aussi on a travaillé sans cyclone, mais avec le séparateur
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décri dans l'exemple 3 Il s'est formé des sphères creuses 'u3a; diamètre de 0p2 - 0,4 mm. qui ont été transformées dans le four tournant à 400 C en pyrophosphate tétrasodique.
Alors que le poids du calciné d'orthophosphate à l'état lâche
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était de 59 gro par 100 car et de 64,3 gr. par 100 cmi lorsqu'il état damé pendant 2 1/2 minutes, le poids du pyrôphosphate à l'état lâcae était de 50 gr., et de 58 gr. lorsqu'il était damé pendant 2 1/2 minutes. On voit ainsi par comparaison avec l'exemple 3 l'effet de l'addition de carbonate.
5. Dans une petite tour d'atomisation d'essai, on a atomisé une masse fondue d'hydrate de phosphate bisodique qui avait été obtenue par neu-
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tralisation d'une solution de phosphate monosodique à 5(? B jusqu'à la phase bibasique au moyen d'une solution de carbonate sodique à une température ne
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dépassant pas 8t3 'G. L'acide carbonique était ici présent en partie dans la solutiono La solution d'atomisation avait à 60 C une densité de 47 Bév La température de l'air d'admission était de 160OC9 la température de sortie était de 125 Co On a travaillé avec une tuyère à pression d'air (alésage 2 mm) avec une pression de 4 atmosphères, et on a atomisé ainsi 45 cm3 par minute.
Les particules de calciné d'orthophosphate furent séparées dans un cyclone et présentaient la forme de petites particules cristallines en- feutrées l'une dans l'autre,d'un diamètre moyen inférieur à 0,1 mm. Le poids en vrac du calciné était à l'état lâche de 52 gr., et à l'état damé pendant 2 1/2 minutes de 94 gr. Après chauffage dans un petit tube tournant, le pyrophosphate tétrasodique obtenu avait au contraire un poids en vrac de 33 gr. à l'état lâche, et de 57 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes.
6. On a atomisé dans une grosse tour d'atomisation une masse fon- due d'hydrate de phosphate mono- et disodique dont le rapport Na :pétait de 5 :3, au moyen de tuyères d'atomisation par de l'air sous pression. Le calciné atomisé retiré du cyclone avait à l'état lâche un poids en vrac de 65 gr., et à l'état damé pendant 2 1/2 minutes de 78 gr. Les particules du calciné étaient constituées en partie par de petites sphères a diamètre com- pris entre 0,05 et 0,3 mmo et en partie sous forme d'aggrégats cristallins de grand volume. D'un élargissement prévu dans la canalisation de sortie d'air entre la tour et le cyclone, on a retiré une grande partie du calciné.
Ce calciné consistait en petites sphères creuses ayant un diamètre compris entre 0,3 et 0,6 mm., et ces petites sphères creuses paraissent être consti- tuées de cristaux individuels rassemblés. Le poids en vrac était dans ce cas de 53 gr. à l'état lâcha et de 65 gr. après damage epndant 2 1/2 minutes.
Le triphosphate sodique qui en était fabriqué dans le four tournant présentait le même poids en vrac.
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7. Une masse fondue d'orthophosphate bisodique Na2HPO 4 o 12H20 a été atomisée dans une tour au moyen d'une tuyère à air comprimé. La consom- mation d'air était de 10700 kgso par heure; la pression de l'air sortant de la tuyère était de 1,5 atmosphères; la température de l'air à l'entrée était de 18000; la température de l'air à la sortie était de 760C. On a traité
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112 kgs. par heure. Du calciné de phosphate bisodique ainsi obtenu , 100cm' pesaient 50 gro à l'état lâche et 65 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes.
Le pyrophosphate tétrasodique qui en était produit dans un four électrique à moufles par chauffage pendant une heure à 35000., avait un poids en vrac de 57 gr. à l'état lâche, et de 74 gro après damage pendant 2 1/2 minutes. Le pyrophosphate tétrasodique produit de ce mêmne calciné d'orthophosphate dans
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un four tournant à 45000 avait un poids en vrac de 58 gr à l'état lche et de 71 gr après damage pendant 2 1/2 minutes, par 100 car dans chaque cas.
Dans la même tour d'atomisation, on a maintenant atomisé une mas- se fondue d'hydrate de phosphate bisodique qui contenait en dissolution par
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100 kgsa de P2 5 2,07 kgs. d'urée et 1,55 kgs. d'acide nitrique d'une den- sité de 1,390 100 CET du produit atomisé pesaient 46 gr. à l'état lâche, et 77 gro après damage pendant 2 1/2 minutes. Si ce produit est transformé en pyrophosphate tétrasodique par chauffage pendant une heure dans un four élec-
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trique à moufles à 350OC9 100 cm? de ce dernier produit pèsent 41 gr. à l'é- tat lâche et 62 gro après damage pendant 2 1/2 minutes.
Si la transforma- tion s'est faite dans un four tournant à une température maximum de 255 G, mesurée dans la matière, les poids en vrac étaient de 41 gr. à l'état lâche et de 57 gro après damage pendant 2 1/2 minutes. Si la transformation s'est faite dans le four tournant à 500 G, alors 100 cm3 du pyrophosphate pèsent 38 gr. à l'état lâche, et 57 gro après damage pendant 2 1/2 minutes.
On peut ainsi voir queles poids en vrac des pyrophosphates fabri- qués avec l'addition sont considérablement inférieurs à ceux fabriqués sans l'addition, et les poids en vrac du calciné d'orthophosphate avec ou sans addition étaient à peine différents, c'est-à-dire sous l'effet de l'addition les produits se désagrègent pendant la conversion en pyrophosphate.
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8. Une masse fondue de 100 Kgs. NaHPO, 4012 H20 + 10 kgs NaR 2PO 4 2H2O dans laquelle étaient dissous 3,2 kgs. de soude, a été transformée en
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un calciné atomisé dans la m3100 tour d'atomisation que celle de l'exemple 7.
100 cm3 de ce produit pesaient 50gr. à l'état lâche et 72 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes. Après conversion en pyrophosphate tétrasodique dans
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un four tournant à une température d'environ 3600C de la matière, le produit obtenu possédait un poids en vrac de 45 gr. à l'état lâche et de 62 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes. Ici aussi le pyrophosphate est plus volumineux que l'orthophosphate de départ.
9. Une masse fondue composée d'un mélange d'hydrate d'orthophos- phate sodique correspondant dans sa composition au rapport molaire 2 Na2HP04
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+ NaH2PO, et qui contenait 2,1 kg. d'urée et 2,1 kgo d'acide nitrique d'une densité de 1,39 pour 100 kg, de P205' a été pulvérisée dans un sécheur à ato- misation. Le calciné ainsi obtenu avait un poids en vrac de 50 ger. à l'état lâche et de 67 gr. après damage pendant 2 l/Z minutes par 100 car, pendant que le poids en vrac d'un calciné atomisé sans urée et acide nitrique avait
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été respectivement de 59 et 82 gr. par 100 em3. Par conséquent, l'addition a déjà agi ici pendant le processus d'atomisation.
Le triphosphate sodique obtenu du calciné d'orthophosphate par chauffage dans un four rotatif à une
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température de 350oC de la matière présentait après le tamisage des parties les plus grossières, un poids en vrac de 42 gr. à l'état lâche et de 58 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes. Si on fait broyer ce produit, le poids
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en vrac augmente respectivement à 62 et 106 gr/100 cm3 c'est-à-dire à la m3- me valeur que celle d'un triphosphate fabriqué d'un calciné sur cylindre.
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Dans un autre essaie dans lequel on a calciné également dans une tour à atomisation une nasse fondue d'hydrate d'orthophosphate composée d'a- près le rapport molaire.2 Na2HP04 + NaH2PO4 et qui renfermait 2,2 kg. d'urée et 1,79 diacide nitrique d'une densité de 1,39 par 100 kg. de P2O5,on a produit dans le four tournant à une température maximum de 340 C mesurée dans la matière, un triphosphate sodique qui après tamisage sur un tamis à 256 mailles avait un poids en vrac de 35 gr. à l'état lâche et 47 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes. Les meilleurs triphosphates obtenus au four tournant sans addition d'un calciné obtenu par atomisation, en maintenant les conditions de travail optimum avaient un poids en vrac de 47 gr. à l'é- tat lâche et de 68 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes.
10. 5 kgs. de phosphate bisodique Na2HPO412H2O sont mélangés avec 20 gr. de nitrate ammonique, le mélange est fondu et atomisé dans une petite tour dressais au moyen d'une tuyère à air comprimé. La pression de l'air comprimé était de 1,7 atmosphères; on a atomisé 45 cm3 par minute à une température de l'air de séchage à l'admission de 180 c et à une tempé- rature de l'air de séchage à la sortie de 140 C La masse fondue est ainsi maintenue à une température de 85 C Le phosphate bisodique calciné ainsi obtenu avait un poids en vrac de 64 gr. à l'état lâche et de 102 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes.
Après la conversion en pyrophosphate tétraso- dique, qui se faisait dans un petit four tournant à environ 400 C, on a ob- tenu une poudre ayant un poids en vrac de 47 gr. à l'état lâche et de 71 gr. après un damage pendant 2 1/2 minutes.
Le même essai, mais sans addition de nitrate ammonique, a donné avec le phosphate bisodique les mêmes poids en vrac; après conversion en py- rophosphate tétrasodque, celui-ci avait un poids en vrac de 54 gr. à l'état lâche et de 85 gr. après damage pendant 2 1/2 minutes, c'est-à-dire que l'ad- dition du nitrate ammonique a amené une diminution du poids en vrac.
II. 5 kgs. de phosphate bisodique Na2HPO4.12H2O ont été mélangés avec 21 gr. d'acétamide et 15,5 gr. d'acide nitrique (densité 1,39) et fondus, et atomisés dans les mêmes conditions que dans l'exemple 9, Le calciné d'orthophosphate avait un poids en vrac de 59gr. à l'état lâche et 96gr. après damage; le pyrophosphate qui en fut fabriqué avait un poids en vrac de 47 gr. à l'état lâche et de 73 gr. après damage pendant 2 1/2 minuteso Donc l'addition d'acétamide + acide nitrique a éga- lement entrainé une amélioration.
12. Une solution d'orthophosphate bipotassique qui à 60 C présen- tait une densité de 1,50, a été atomisée dans une grosse tour d'atomisation comme celle de l'exemple 6 au moyen de tuyère à air sous pression. Le calci- né de phosphate bipotassique ainsi obtenu était formé de particules d'une grosseur comprise entre 0,02 et 0,1 mm. et avait un poids en vrac de 35,5 gr. à l'état lâche et de 60,7 gr. après un damage de 2 1/2 minutes.
Le produit fut transformé d'une manière prudente sans broyage ni tamisage, en pyrophosphate tétrapotassique dans un four tournant à 400 C, le poids en vrac est devenu 32,5 gr. à l'état lâche et 57 gr. après un damage 2 1/2 minutes.
Si on fait calciner la solution de phosphate bipotassique sur un cylindre de calcination ou si on fait broyer le calciné d'atomisation, le poids en vrac est de 45 gr. à l'état lâche et de 80 gr. après un damage de 2 1/2 minutes. Après conversion en pyrophosphate tétrapotassique, les poids en vrac sont restés les mêmes. Donc il y a eu pour le phosphate potas- sique obtenu par le procédé suivant l'invention obtention d'un produit beau- coup plus volumineux.